钱德春
中考试题反映了命题者的价值取向、学科立意、学科素养和学科理解。命制一份结构良好、布局合理、导向科学、立意新颖的试卷,对命题者的能力、智慧和心理提出了较高的要求。2017年各地中考数学试卷的大多试题形式与结构等让人耳目一新,对课标的把握、教材的理解、学生心理的把控准确到位,较好地考查了数学知识、数学方法和数学素养,具有原创性、层次性、关联性,试卷导向明、质量高、效度好。
同时,笔者也发现一些不容忽视的问题:有些试卷对课程标准、教学内容和学生认知把握不准;有的试题存在“三假”现象,即假情境、假问题、假探究;少数试题拼凑痕迹较重,关联性、层次性不够;个别试卷的压轴题立意陈旧,甚至有抄袭现象;一些地区试题阅读量偏大,不利于学生思考。这些问题的出现,给同是命题者的笔者以提醒:中考命题须谨慎,试题导向要合理。基于此,本文拟通过具体问题的评析,对中考数学命题提出建议,仅供同行参考。
一、命题要基于课程标准,尊重学生认知
笔者发现,试题超标、高中知识下放的现象屡见不鲜。
1.试题内容超标。
案例1.【试题呈现】将形状、大小完全相同的两个等腰三角形如图1所示放置,点D在AB边上,△DEF绕点D旋转,腰DF和底边DE分别交△CAB的两腰CA、CB于M、N两点,若CA=5,AB=6,AD∶AB=1∶3,则MD+[12MA×DN]的最小值为 。
【评析与建议】试题通过证明△AMD∽△BDN得到MA×DN=BD×MD=4MD,故MD+[12MA×DN]= MD+[3MD]=[MD-3MD2]+[23],当[MD=3MD]即MD=[3]时,MD+[3MD]有最小值为[23]。该方法的本质是基本不等式,即MD+[3MD]≥ 2[MD×3MD=23]。尽管问题也可用一元二次方程根的判别式来解决:设MD+[3MD]=k,则有MD2-kMD+3=0,此时[Δ]=k2 -12≥0,所以k≥[23],即当MD=[3]时,MD+[12MD]的最小值为[23]。但无论哪一种方法都超出了《义务教育数学课程标准(2011年版)》[1](以下简称《课标(2011年版)》)的要求。
2017年各地中考试卷中出现的类似情况不在少数。有的仍在考查分式方程产生增根、分式方程待定字母范围的讨论,有的考查二次项系数含字母的一元二次方程根的讨论,有的出现了解可化为一元二次方程的分式绝对值方程,有的出现了方程x+[12x]=3根的判定、解方程1=x2+(2x+[3x])2中分母为二次根式和的有理化问题……这些问题均游走在《课标(2011年版)》的边缘。还有令人不解的是:某卷第20题“计算1+4+9+16+25+…的前29项的和”,是让学生推导公式12+22 +32…+n2=[n(n+1)(2n+1)6]吗?那就超出了学生的能力;如果要求学生记住公式,那么题目又有何意义?
学生的数学学习主阵地是课堂,而教学与评价的依据是课程标准和教材,因此,命题要充分发挥其导向作用,严格执行课程标准,尊重学生认知,侧重考查学生“基础知识、基本技能、基本数学思想方法和基本活动经验”和“发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力”。
2.高中知识下放。
部分试卷为追求所谓的新立意,将高中数学知识以阅读理解和新定义形式下放到初中试卷中考查。
案例2.【试题呈现】在平面直角坐标系中,如果点P坐标为(m,n),向量[OP]可以用点P的坐标表示为[OP]=(m,n)。已知:[OA=(x1,y1)],[OB=(x2,y2)],如果x1×x2+y1×y2=0,那么[OA]与[OB]互相垂直。下列四组向量:①[OC]=(2,1),[OD]=(-1,2);②[OE]=(cos30°,tan45°),[OF]=(1,sin60°);③[OG]=[(3-2,-2)],[OH=(3+2,12)];④[OM]=(π0,2),[OD]=(2,-1)。其中互相垂直的是 (填上所有正確答案的序号)。
【评析与建议】向量法是数学中处理图形问题的重要工具。该题主要考查新定义与阅读理解。我们发现,上海卷也考查了向量问题:如图2,已知AB∥CD,CD=2AB,AD、BC相交于点E,设[AE=a],[CE=b],那么向量[CD]用向量[a]、[b]表示为 。两地试题除了考查方式不同外,其根本区别在于:《上海市中小学数学课程标准(试行稿)》[2]中明确要求“在初中引进向量及其线性运算,重视向量的工具作用和对解析几何的奠基作用”,要求初中阶段的学生(六至九年级)“知道向量的要素及向量的表示,理解相等向量、相反向量、平行向量、零向量的意义”“掌握向量的线性运算,体会用向量解决简单几何问题的过程”。而其他地区“向量”是高中数学必修内容,使用的《课标(2011年版)》没有向量内容,因此,如果上海试题出现向量的简单问题尚属正常的话,那么,其他地区考查向量属于高中知识的下放,显然不太恰当。
高中知识下放的问题在各地中考试卷中屡见不鲜,如四川某市考查“导数”的阅读与运用,湖南某市考查复数的定义的理解与运用,山东某市考查坐标平面内“点P(x0,y0)到直线Ax+By+C=0的距离公式”的理解与深度运用,凡此种种都是一种不好的命题导向。建议要依纲据本,在学生学习内容的范围内命题,避免“教师猜题押题,将大量高中知识下放到初中教学,学生机械套用,加重学习负担”的现象。
二、要设计真情境、提出真问题、引导真探究
《课标(2011年版)》指出,学生要“学会在具体的情境中从数学的角度发现问题和提出问题,并综合运用数学知识和方法等解决简单的实际问题,增强应用意识,提高实践能力”。将现实情境数学化,培养建模意识和归纳与抽象能力,是课堂教学和数学命题的应然目标。但从中考试题来看,情境设计不符合数学常识、不真实,探究缺乏创新性等现象比较突出。
1.情境选用不符合数学常识。
案例3.【试题呈现】可燃冰,学名叫“天然气水合物”,是一种高效清洁、储量巨大的新能源,据报道,仅我国可燃冰预测远景资源量就超过了1000亿吨油当量。将1000亿用科学记数法可表示为( )。
A.1×103 B.1000×108 C.1×1011 D.1×1014
【评析与建议】命题者提供的答案为C。笔者认为,情境选用不当。虽然教材规定:任何一个正数都可以写成a×10n(1≤a<10,n为整数)的形式,但通常情况下,如果一个数能表示成10n(n为整数),就没有必要再写成1×10n的形式。因此,“1×1011”的表示方式不符合数学常识。建议试题命制过程中的情境选择与设计要符合学科特点和共识。
2.问题设置不真实。
有不少试题所谓的现实情境,是为情境而设情境,不真实、不符合实际,可谓假情境。
案例4.【试题呈现】某水果店的原价为10元/斤的某种水果,在两周内经过两次降价后的价格为8.1元/斤,并且两次降价的百分率相同。
(1)求该水果每次降价的百分率;
(2)从第一次降价的第1天算起,第x天(x为整数)的售价、销量及储存和损耗费用相关信息如表所示。已知该水果的进价为4.1元/斤,设销售该水果第x(天)的利润为y(元),求y与x(1≤x<15)的函数关系式,并求出第几天时销售利润最大?
[时间(天) 1≤x<9 9≤x<15 x≥15 售价(元/斤) 第1次降价后的价格 第2次降价后的价格 销量(斤) 80-3x 120-x 储存和损耗费用(元) 40+3x 3x2-64x+400 ]
(3)在(2)的条件下,若要使第15天的利润比(2)中最大利润最多少127.5元,则第15天在第14天的价格基础上最多可降多少元?
【评析与建议】就题目设置而言,表格中的销量80-3x与120-x、储存40+3x与损耗费用3x2-64x+400等是现实问题吗?北京卷“情境真实、真正考查数学化能力”的特点就比较突出,可供广大命题者借鉴。
3.问题解决不是真探究。
“真探究”是提供真实的思维环境,让学生自主思考如何探究。一些中考试题人为设置好探究的路径,学生所谓的探究,只是按照试题的路径依样画葫芦,没有自主的、独立的思维。
案例5.【试题呈现】综合与实践
【背景阅读】早在三千多年前,我国周朝数学家商高就提出:将一根直尺折成一个直角,如果勾等于三,股等于四,那么弦就等于五,即“勾三,股四,弦五”。它被记载于我国古代著名数学著作《周髀算经》中。为了方便,在本题中,我们把三边的比为3∶4∶5的三角形称为(3,4,5)型三角形。例如:三边长分别为9、12、15或[32]、[42]、[52]的三角形就是(3,4,5)型三角形。用矩形纸片按下面的操作方法可以折出这种类型的三角形。
【实践操作】如图3-①,在矩形纸片ABCD中,AD=8cm,AB=12cm。
图3
第一步:如图3-②,将图3-①中的矩形纸片ABCD沿过点A的直线折叠,使点D落在AB上的点E处,折痕为AF,再沿EF折叠,然后把纸片展平。
第二步:如图3-③,将图3-②中的矩形纸片再次折叠,使点D与点F重合,折痕为GH,然后展平,隐去AF。
第三步:如图3-④,将图3-③中的矩形纸片沿AH折叠,得到△AD′H,再沿AD′折叠,折痕为AM,AM与折痕EF交于点N,然后展平。
【问题解决】(1)请在图3-②中证明四边形AEFD是正方形。
(2)请在图3-④中判断NF与ND′的数量关系,并加以證明。
(3)请在图3-④中证明△AEN是(3,4,5)型三角形。
【探索发现】(4)在不添加字母的情况下,图3-④中还有哪些三角形是(3,4,5)型三角形?请找出并直接写出它们的名称。
【评析与建议】试题“实践操作”环节,让学生按照指定步骤进行操作,进而对操作得到的图形进行判定与性质的探究,似乎是在落实课程标准。然而,当学生作为一个自然人,面临一个真实情境时,这些探究路径与步骤需要自己摸索,没有谁预先设计好探究路径,所以笔者认为这类探究题是“伪探究”。《课标(2011年版)》指出:“动手实践、自主探索与合作交流同样是学习数学的重要方式。学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程。”这个过程应该体现在平时的教学活动中。初学阶段给出探究路径、步骤,为学生搭建脚手架;在学生掌握了操作探究的基本方法后逐步“放手”,给出问题情境,让学生自己去思考、自己设计探究的方案。而操作探究类中考压轴题则应该提供开放的情境,给学生自主探究、解决问题的机会。
三、关注学科内涵,指向考查内容的本质
笔者对2017年全国90份中考数学试卷进行了统计,在每份试卷最后两题共180道试题中,与函数有关的试题共101题,以二次函数为背景的试题共76题,其中,纯函数的试题有10题,函数的实际应用有6题,其余都是“函数+图形”类试题,占以二次函数为背景的试题数的79%。“不少所谓的函数试题,函数只是背景,实质还是图形变换与几何计算,很少真正涉及函数知识与本质,笔者称之为‘伪函数题。”[3]
【评析与建议】客观地说,初中阶段是从形象思维向抽象思维过渡的阶段,从学生认知能力来看,考查与图形有关的试题以及知识、方法的综合运用与迁移能力无可厚非。但数学最终指向抽象,中考承担着为高一级学校选拔生源的功能,因此,中考压轴题的命制,还是要在关注学科内涵、指向考查内容的本质上下点功夫。
四、力求关联性与层次性,减少拼凑痕迹
好的试题一定是和谐、协调的,给人以美感,然而一些试题存在人为拼凑的痕迹。
1.内容缺乏关联,试题效度不高。
案例6.【试题呈现】下列命题中为假命题的是( )。
A.正六边形的外角和等于360°
B.位似图形必定相似
C.样本方差越大,数据波动越小
D.方程x2+x+1=0无实数根
【评析与建议】从试题看,该题将毫不相干的内容作为选择支拼凑在一起,没有知识关联,也没有逻辑关联。那么试题究竟想考查什么?如果学生错了,错在哪里?是什么原因致错?无从知晓。建议编制试题时适当考虑内容的指向性,提高试题的效度。
2.问题缺乏递进,方法铺垫较少。
案例7.【试题呈现】已知抛物线C1的顶点为A(-1,4),与y轴的交点为D(0,3)。
(1)求C1的解析式;
(2)若直线l1∶y=x+m与C1仅有唯一的交点,求m的值;
(3)若抛物线C1关于y轴对称的抛物线记作C2,平行于x轴的直线记作l2∶y=n。试结合图形(图4)回答:当n为何值时,l2与C1和C2共有:①两个交点;② 三个交点;③四个交点;
(4)若C2与x轴正半轴交点记作B,试在x轴上求点P,使△PAB为等腰三角形。
【评析与建议】该题具有较好的问题背景,但问题(3)考查数形结合与图形直观,问题(4)是根据条件列方程求待定字母的值,尽管都用到分类讨论,但思考方向迥异、解题方法不同,两小题间既无结论的递进关系,也没有方法的铺垫,有拼凑之疑。一道好的试题,问题与题干之间、问题与问题之间,无论是内容还是结构都要具有良好的逻辑关系,凸显关联性、层次性和发展性。
五、坚持原创性,让压轴题具有强大的生命力
压轴题是一卷之魂。一方面,压轴题起着区分的作用;另一方面,压轴题是教师、学生、学生家长和社会的关注焦点。所以,原创性应该作为压轴题的基本要求。但一些压轴题有明显的由陈旧中考题改编的痕迹,个别地区的压轴题与上一年其他地区中考原题高度雷同。
案例8.【试题呈现】已知正方形ABCD,P为射线AB上的一点,以BP为边作正方形BPEF,使点F在线段CB的延长线上,连接EA、EC。
(1)如图5-①,若点P在线段AB的延长线上,求证:EA=EC;
(2)如图5-②,若点P是线段AB的中点,连接AC,判断△ACE的形状,并说明理由;
(3)如图5-③,若点P在线段AB上,连接AC,当EP平分∠AEC时,设AB=a,BP=b,求a∶b及∠AEC的度数。
【评析与建议】该题与江苏泰州2016年卷第25题几乎相同。比較两题发现,除了文字少数微调、对图5-③增加了“连接线段AC”外,整个试题从图形到条件、结论与2016年泰州题几乎完全相同。中考试卷承载着为高一级学校选拔生源的重任,压轴题只有坚持原创,才能够确保评价的客观、公平与公正,才能具有强大的生命力。
六、控制题量与阅读量,留给学生思考时间
史宁中先生在谈到数学教育中的数学核心素养时指出:“数学是需要思考的,不能单纯通过解题速度的快慢来评价一个学生学习的好坏。”[4]这里就涉及一份试卷的题量和阅读量的问题。
1.控制试卷总题量。
从试卷分析来看,各地试卷总题量没有统一标准,多的如北京卷共29题42小题,少的如山东日照卷共22题30小题。总题量多少为宜?还要看试题的难度与考查目的。从初中生角度来说,考试时间在2个小时内,题量应控制在26大题36小题内为宜。
2.控制阅读量。
《课标(2011年版)》对数学阅读的教学与评价提出要求。在教学中,“对于学有余力并对数学有兴趣的学生,教师要为他们提供足够的材料和思维空间,指导他们阅读,发展他们的数学才能”。在评价中,“根据评价的目的合理地设计试题的类型,有效地发挥各种类型题目的功能。例如,为考查学生从具体情境中获取信息的能力,可以设计阅读分析的问题”。
但有些试题的阅读量太大,不利于学生对问题本质的思考。如山东某卷第23题仅文字就达713个,还有几个图形、公式等,学生要结合等式和图形阅读,阅读量偏大,在有限的时间内完成解答比较困难。该市近几年都考查了阅读理解,阅读量都比较大,2009年试题超过1000字,2015年“小棒搭三角形”问题有707个字,2016年“矩形分割”问题有719个字。
【评析与建议】此类试题立意与目标较好,无须复杂运算、推理和书写过程,只要静心阅读、理解题意,运用数学学习经验就能顺利完成答题。但中考侧重对学习结果的评价,而数学阅读是一种学习过程,因此中考试题要把握好阅读量,力求试题简约,让学生有足够的时间思考,体现对学生的人本关怀。史宁中先生就高中数学核心素养问题在回答记者提问时谈到,“基于目前的状况,希望在不增加题量的前提下,适当延长考试的时间。”[5]这也是今后高考、中考命题的新导向。
写在最后
命题是一项劳心劳力的工作,需要考虑的因素太多,因而要绞尽脑汁;命题又是一件遗憾的艺术,无论当初的预设多么美好,回头再看,总还是能发现诸多不足。这也是笔者多年从事命题工作的体会。本文无意对他人挑剔与指责,旨在提醒自己,也与同行共勉:正是这种“劳心劳力”与“遗憾”,才体现命题工作的创造性与挑战性,凸显命题工作者的价值。我们只有不断完善自我,精益求精,才能应对挑战,让命题工作具有更高的价值。
(作者单位:江苏省泰州市教育局教研室)